安防通信一体化系统在城市综合管廊中的应用

刘军

（江苏燕宁工程科技集团有限公司）

1 引言

安防通信一体化系统由智慧线缆、无线AP、定位卡、窄带无线通信模组、综合控制器和管理软件组成。综合控制器安装于综合管廊的通风口设备间，引出智慧线缆，覆盖管廊空间，形成2M IOT；连接无线AP，实现管廊空间300M Wi-Fi 6 覆盖。对于特殊位置，如设备间、夹层、通风口，因结构体、门等阻断，影响无线信号的覆盖，且这些位置有“入侵检测”和“通信”的需求，可利用扩展基站实现上述场所的安全防护和信号覆盖[1]。

综合控制器通过工业以太环网将数据传输至管廊监控中心。中心设置管理服务器及语音服务器，对综合控制器采集到的数据进行存储、分析及结果输出，为管理服务器提供定位服务、入侵报警服务、语音服务、无线接入服务及数据查询、报表输出等应用。

2 系统设计

2.1 入侵报警及定位

智慧线缆中的密集微基站，在管廊舱室构成全空间、均匀分布的自适应微波阵列。非法人员进入管廊时，对微波阵列的信号造成阻挡、吸收、反射等干扰，系统通过对电磁波扰动进行分析从而判别入侵行为，可实现多点入侵和定位，定位精度最高可达 2m。

微基站可编址，与管廊位置进行对应，检测到报警信息后，通过微基站的地址，可在GIS 中标识出入侵点，并按预设规则将信息转发给其他联动系统。如采用动态建模体系可插拔系统集成方式，实现有非法人员入侵时联动视频、警铃、灯光、广播等。

管理系统具有区域布防、撤防、告警复位、报警定位、统计等功能。

2.2 精确定位及行动轨迹

系统能够快速对管廊内的智能手机、标识卡等智能终端进行实时精确定位，精度可达2m ～5m。管理系统可提供多种基于位置信息服务。

1）实时位置监控

实时追踪、显示和记录系统内终端（手机、标识卡）的身份、位置、数量和分布情况；

2）历史轨迹查询及回放

支持按姓名、终端号、时间、区域等条件查询活动轨迹和历史位置，并提供回放功能；

3）区域管理

可以对指定区域设置超员、超时、禁入/禁出限制；

4）考勤统计

自动统计人员出入工作区域的时间、工作时长等信息；

5）异常事件告警

包括区域超员告警、超时告警、区域告警、异常行为告警等。

2.3 在线式电子巡检

通过设置管廊内重要的部位为巡检点，可以灵活规划巡检路线，巡检人员携带终端完成巡查工作。系统可对巡检人员的巡查区域、路线、停留时间等进行规划、记录、提醒、报警等。当巡检人员未按路线行进、停留时间过长或未作停留等情况时，可发出报警，中心工作人员可通过语音通信系统对巡检人员进行呼叫和管理。当巡检人员在巡检过程中发现安全隐患或设备故障，可通过APP 终端以文字、语音、图片、视频等方式将实况及时上传，为管理人员决策提供详实的信息[2]。

与动态人脸识别结合，可有效避免巡检人员换卡、单一工种进入限定区域等违规事件，避免安全隐患。

2.4 语音通信及调度

智能手机就近接入IOT，通过专用信道实现全双工的语音通信，保证通信质量，同时不占用数据业务带宽。系统采用多点服务的移动性管理策略，实现全网无缝漫游，形成语音通信“专网”。系统可对智能手机精确定位，精度达2m ～ 5m。

系统有完善的调度管理功能，可以实时显示通话状态，并具有选呼、组呼、紧急呼叫、呼叫优先级权限等功能，支持文本数据通信功能，支持强插、强拆、监听、代答、转接、群发、语音会议、视频会议等丰富的管理业务。

系统通过语音网关与PSTN 连接，可实现内外网的互联互通。

2.5 物联网融合通信平台

系统集入侵探测、语音通信、物联网通信、无线Wi-Fi 于一体，为智能终端提供IOT 2Mb/s 和无线Wi-Fi 6 300Mb/s 两种接入服务，并通过中心服务器数据存贮和大数据处理，集成多种应用系统，为终端提供入侵探测、定位、语音、视频、数据通信等服务[3]。

3 功能设计

3.1 网络控制器软件(NC)

主要是采集标识卡、物联网、语音、入侵等设备参数，然后对数据进行分析处理，转换成标准业务平台可识别的信息，从而实现定位、入侵、通信、电子巡更等业务。其技术性能如下：

①高精度定位服务，精度可达2m ～5m；

②入侵检测，实时显示入侵位置，联动摄像机、照明等设备；

③物联网传感数据通信；

④支持巡检业务及扩展业务的数据传输；

⑤快速实时的移动切换能力，语音通信延时可达毫秒级；

⑥高性能并发处理能力，支持百千米以上大规模组网；

⑦强大的分组业务处理能力，可支持定位终端并发1000 个，语音通话支持150 路；

⑧提供灵活的配置方式，采用模块堆积的方法平滑扩容；

⑨电信级的可靠性设计，采用双机热备、故障检测和隔离技术等措施提供容灾备份；

3.2 综合管理软件(MP)

主要以网络控制器软件系统输出的精确定位、入侵检测、语音通信、物联网传感等数据为基础，对数据再加工，转换为满足客户需要的数据，可对数据进行图形化展示和标准的二次开发API接口：

①基于GIS 集中可视化监控。包括GIS 监控、告警监控和出入口显示功能；

②基于BIM 三维空间监控。包括作业现场3D 展示、作业人员监控、逃生路线规划等；

③在线巡检和数据上传。支持在线巡检，支持APP 快照拍摄与上传。

④日常运维流程化管理。可进行组织管理、工单管理、终端管理、卡分配与回收等日常运维管理，确保流程标 准化。

⑤多维度数据统计分析。基于历史人员定位信息、告警事件、通话数据、入侵数据、设备运行等信息进行统计分析，帮助用户发现管廊运行态势和规律，辅助运维决策[4]。

⑥通信。语音通信基于物联网协议的语音通话功能，支持强插、强拆、监听、禁话、创建广播、代答、转接、语音会议、群发等功能。

4 结语

安防通信一体化系统是在充分研究《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838-2015)、《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》(GB/T51274-2017)和《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》(GB 41354-2019)的基础上，调研客户需求，融合无线电、电子、通信和计算机技术，运用到城市综合管廊运维应用场景中，该系统可为用户提供全管廊入侵探测、人员定位、语音通信、物联网、无线Wi-Fi 通信等服务，实现了多功能与多系统的深度融合，是物联网技术在城市综合管廊领域的成功 应用[5]。